混凝土原材料

1、混凝土原材料性能檢測混凝土原材料性能檢測綿陽職業(yè)技術學院賈陸軍綿陽職業(yè)技術學院賈陸軍20222022年年7 7月月3 3日星期日日星期日TELTEL：1898014285318980142853Cement Concrete南京市電視臺南京市電視臺澆注之前的演澆注之前的演播廳頂板播廳頂板倒塌現場倒塌現場概概 述述一、混凝土的定義混凝土混凝土由膠凝材料、細骨料、粗骨料、水以及必要時摻入的化學外加劑組成，經過膠凝材料凝結硬化后，形成具有一定強度和耐久性的人造石材。 普通混凝土普通混凝土由水泥、砂、石子、水以及必要時摻入的化學外加劑組成，經過水泥凝結硬化后形成的、干體積密度為19502800kg/m

2、3，具有一定強度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡稱為“混凝土”。 二、混凝土的分類二、混凝土的分類按體積密度分按體積密度分重混凝土 02800kg/m3。 普通混凝土 0 19502800kg/m3。 輕混凝土 01950kg/m3。 按膠凝材料分按膠凝材料分水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土等。 按用途分按用途分結構混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土等 。按生產和施工工藝分按生產和施工工藝分預拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、離心混凝土、等。按強度分按強度分普通混凝土 C60。高強混凝

3、土 C60。超高強混凝土 100MPa。按配筋情況分按配筋情況分素混凝土、鋼筋混凝土、素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼纖維預應力混凝土、鋼纖維混凝土等?；炷恋?。三、混凝土的特點優(yōu)點優(yōu)點1）地方材料占80%以上，原材料易得且成本低。 2）易于加工成型：凝結前具有良好的可塑性，可以按工程結構的要求澆筑成各種形狀和任意尺寸的結構或預制構件。 3）匹配性好：與鋼筋有牢固的粘結力，復合成鋼筋混凝土能大大擴展了混凝土的應用范圍。 4）可調整性強：可根據不同要求，通過調整配比配制出不同性質的混凝土。 5）硬化后有高的力學強度（抗壓強度可達120MPa)和良好的耐久性。維修費少。6）可充分利于工業(yè)廢料

4、作骨料或摻和料，有利于環(huán)境保護。缺點抗拉強度低（約為抗壓強度的1/101/20）、變形性能差；導熱系數大約為1.8W/（mK）；體積密度大（約為2400kg/m3左右）；硬化較緩慢。 改性改性采用輕質骨料可顯著降低混凝土的自重，提高比強度； 摻入纖維或聚合物，可提高抗拉強度，大大降低混凝土的脆性； 摻入減水劑、早強劑等外加劑，可顯著縮短硬化周期，改善力學性能。第一講第一講 普通混凝土的組成材料普通混凝土的組成材料混凝土的組成：水泥粗骨料粗骨料(碎石或卵石)細骨料細骨料(砂)水（水（拌和）外加劑經硬化而成的一種人造石材（砼）。普通混凝土各各組成材料的作用的作用在混凝土中，水泥與水形成水泥漿，水泥

5、漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在混凝土硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予拌合物一定的流動性、粘聚性，便于施工。在硬化后則起到了將砂、石膠結為一個整體的作用，使混凝土具有一定的強度、耐久性等性能。砂、石在混凝土中起骨架作用，可以降低水泥用量、減小干縮、提高混凝土的強度和耐久性。其結構如圖1。 圖1 普通混凝土結構示意圖 1石子；2砂子；3水泥石；4氣孔 普通混凝土的組成材料 普通混凝土的組成材料 1.1細骨料砂 1.2粗骨料石子 1.3 混凝土用水 普通混凝土的細骨料主要采用天然砂和人工砂。 天然砂是由自然條件作用而形成的,公稱粒徑小于5mm的巖石顆粒。 按其產源不同，天然砂分為河砂、山砂和海砂。

6、人工砂是巖石經除土開采、機械破碎、篩分而成的公稱粒徑小于5mm的巖石顆粒。 混合砂是由天然砂與人工砂按一定比例組合而成的砂。 混凝土強度等級不同，所用砂的技術要求也不同1.1細骨料砂普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準JGJ52-2006（1）選擇細骨料的原則 為了節(jié)約水泥，并使混凝土結構達到較高密實度，選擇骨料時，應盡可能選用總表面積較小、空隙率較小的骨料（砂子的總表面積與粗細程度有關，空隙率則與顆粒級配有關 ）。(2)粗細程度砂的粗細程度砂的粗細程度是指不同粒徑的砂粒混合在一起的總體粗細程度。 1.1.1 1.1.1 砂的粗細程度及顆粒級配砂的粗細程度及顆粒級配(3)顆粒級配砂的顆粒級配是

7、指粒徑不同的砂粒互相搭配的情況。同樣粒徑的砂空隙率最大，若大顆粒間空隙由中顆粒填充，空隙率會減小，若再填充以小顆粒，空隙率更小，如圖2所示。 圖2 骨料顆粒級配示意圖 (a)單一粒徑；(b)兩種粒徑；(c)多種粒徑 (4)砂的粗細程度與顆粒級配的評定砂的粗細程度和顆粒級配，常用篩分析方法進行評定。將試樣烘干，冷卻后篩除大于9.50mm的顆粒，稱取試樣500g,將試樣倒入按孔徑大小從上到下組合的套篩(附篩底)上進行篩分，然后稱取各篩上的篩余量，計算各篩的分計篩余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6及累計篩余百分率1、2 、 3 、 4 、 5 、 6，其計算關系如表1。 砂子篩析試驗砂子篩析

8、試驗搖篩機搖篩機砂篩砂篩表1.1 累計篩余率與分計篩余率計算關系 篩孔尺寸篩孔尺寸篩余量篩余量(g)分計篩余百分率分計篩余百分率(%)累計篩余百分率累計篩余百分率(%)4.75mmm1a1=(m1/500)100 1=a12.36mmm2a2=(m2/500)100 2=a1+a21.18mmm3a3=(m3/500)100 3=a1+a2+a3600m m4a4=(m4/500)100 4=a1+a2+a3+a4300mm5a5=(m5/500)100 5=a1+a2+a3+a4+a5150mm6a6=(m6/500)100 6=a1+a2+a3+a4+a5+a6砂的粗細程度用細度模數 表示

9、，其計算式如下： 砂按細度模數分為粗、中、細三種規(guī)格，其細度模數分別為： 粗砂：3.73.1； 中砂：3.02.3； 細砂：2.21.6。 特細砂：1.50.711654321005)(ff粗砂粗砂中砂中砂細砂細砂標準砂標準砂測水泥膠砂測水泥膠砂強度用強度用砂的顆粒級配用級配區(qū)表示，以級配區(qū)或級配曲線判定砂級配的合格性。對細度模數為3.7 1.6的建筑用砂，其顆粒級配必須符合見表2。為了更直觀地反映砂的顆粒級配，以累計篩余百分率為縱坐標，篩孔尺寸為橫坐標，根據表2的數值可以畫出砂子3個級配區(qū)的級配曲線，如圖3所示。 表表1.2 1.2 建筑用砂的顆粒級配建筑用砂的顆粒級配(JGJ52(JGJ5

10、22006)2006) 公稱粒徑公稱粒徑 I區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)累計篩余百分率累計篩余百分率(%) 10.0mm0005.00mm*100 100100 2.50mm3552501501.25mm65355010250630m* 857170414016315m958092708555160m100901009010090圖3 砂的級配曲線 普 通 混普 通 混凝 土 用凝 土 用砂 的 篩砂 的 篩分 曲 線分 曲 線必 須 包必 須 包容 在 三容 在 三個 級 配個 級 配曲 線 區(qū)曲 線 區(qū)域 中 的域 中 的任 一 個任 一 個區(qū) 域 以區(qū) 域 以內。內?！纠}】用500g烘干砂進行篩分試驗

11、，其結果如表3所求。試分析該砂的粗細程度與顆粒級配?！窘狻坑嬎慵毝饶?評定結果：將累計篩余百分率與表2作對照，此砂處于區(qū)，級配良好；細度模數為2.66（2.7），屬中砂。(標準要求兩次試驗平均值,精確至0.1。當兩次試驗所得結果之差大于0.2時，重做試驗。) 12345611()5100(13.923.361.682.1 98.5)5 5.52.661005.5xAAAAAAAMA 11654321005)(ff公稱粒徑公稱粒徑篩余量篩余量(g)分計篩余百分率分計篩余百分率(%)累計篩余百分率累計篩余百分率(%)5.00mm27.55.55.52.50mm428.413.91.25mm479

12、.423.3630m 191.538.361.6315m102.520.582.1160m8216.498.5 160m7.51.5100表1.3 砂樣篩分結果 骨料級配良好的標準應當是空隙率小，同時比表面積也較小 石子的空隙是由砂漿所填充的；砂子的空隙是由水泥漿所填充的。砂子的空隙率愈小，則填充的水泥漿量越少，達到同樣和易性的混凝土混合料所需水泥量較少，因此可以節(jié)約水泥。 砂粒的表面是由水泥漿所包裹的。在空隙率相同的條件下，砂粒的比表面積愈小，則所需包裹的水泥漿也就愈少，達到同樣和易性的混凝土混合料，其水泥用量較少。 由此可見，骨料級配良好的標準應當是空隙率小，同時比表面積也較小。含泥量是指

13、天然砂中粒徑小于80（75）m的顆粒含量；石粉含量是指人工砂中粒徑小于80（75）m的顆粒含量；泥塊含量是指砂中原粒徑大于1.18mm，經水浸洗、手捏后小于630（600）m的顆粒含量。 天然砂的含泥量,泥塊含量應符合表1.4的規(guī)定。 人工砂的石粉含量,泥塊含量應符合表1.5的規(guī)定。 1.1.2 含泥量、石粉含量和泥塊含量表1.4 天然砂的含泥量和泥塊含量( JGJ52 2006)混凝土強度等級混凝土強度等級指標指標C60C60C55-C30C55-C30C25C25含泥量含泥量 （按質量計）（按質量計）（%） 2.0 2.0 3.0 3.0 5.0 5.0泥塊含量（按質量計）（泥塊含量（按質

14、量計）（%） 0.5 0.5 1.0 1.0 2.0 2.0表1.5 人工砂的石粉含量和泥塊含量(JGJ522006) 混凝土強度等級指標C60C55- C30C251亞甲藍試驗 MB值1.40或合格 石粉含量(按質量計)(%) 5.07.010.02泥塊含量(按質量計)(%) 0.5 1.0 2.03MB值1.40或不合格 石粉含量(按質量計)(%) 2.0 3.0 5.04泥塊含量(按質量計)(%) 0.5 1.0 2.0加入亞甲藍溶液總量試樣質量；:10VGGVMB國家標準規(guī)定砂中不應混有草根、樹葉、塑料、煤塊、爐渣等雜物，砂中如含有云母、輕物質、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等，其含量應

15、符合表1.6的規(guī)定。 1.1.3 有害物質含量表1.6 砂中有害物質含量（JGJ 522006）項 目 質量指標云母(按質量計, %） 2.0輕物質(按質量計, %） 1.0硫化物及硫酸鹽 (SO3質量計, %） 1.0有機物（比色法）顏色不應深于標準色,當顏色深于標準色時,應按水泥膠砂強度試驗方法進行強度對比試驗,抗壓強度比不應低于0.95砂的堅固性是指砂在自然風化和其他外界物理、化學因素作用下，抵抗破裂的能力。天然砂堅固性采用硫酸鈉溶液法進行試驗，砂樣經5次循環(huán)后其質量損失應符合表1.7的規(guī)定。 人工砂采用壓碎指標法進行試驗，總壓碎值指標值應小于30%。 1.1.4 堅固性表表1.7 1.

16、7 天然砂堅固性指標天然砂堅固性指標(JGJ 52(JGJ 522006)2006) 混凝土所處的環(huán)境條件及其性能要求5次循環(huán)后的質量損失（%） 在嚴寒地區(qū)室外使用并經常處于潮濕或干濕交替狀態(tài)下的混凝土 對于有抗疲勞、耐磨、抗沖擊要求的混凝土 有腐蝕介質作用或經常處于水位變化區(qū)的地下結構混凝土 8 其他條件下使用的混凝土 10 砂的表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于47%。 1.1.5 表觀密度、堆積密度、空隙率為什么在拌制混凝土時，砂的用量應按質量計，而不能以體積計量？ 砂子的體積和堆積密度與其含水狀態(tài)緊密

17、相關。隨著含水率的增大，砂顆粒表面包裹著一層水膜，引起砂體積增大。當砂的含水率為58時，其體積最大而堆積密度最小，砂的體積可增加2030。若含水率繼續(xù)增大，砂表面水膜增厚，由于水的自重超過砂粒表面對水的吸附力而產生流動，并遷入砂粒間的空隙中，于是砂粒表面的水膜被擠破消失，砂體積減小。當含水率達左右時，濕砂體積與干砂相近；含水率繼續(xù)增大，則砂粒互相擠緊，這時濕砂的體積可小于干砂。 堿集料反應是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與砂中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生反應，并導致混凝土的膨脹甚至開裂破壞。經堿集料反應試驗后，由砂制備的試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現象，在規(guī)定的試驗齡期膨脹率應小于

18、0.10%。1.1.6 堿集料反應 公稱粒徑大于5.00mm的骨料稱粗骨料。 普通混凝土常用的粗骨料分卵石和碎石兩類。 卵石是由自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的，公稱粒徑大于5（4.75）mm的巖石顆粒。按其產源不同可分為河卵石、海卵石、山卵石等。 碎石是天然巖石或卵石經機械破碎、篩分制成的，粒徑大于5（4.75）mm的巖石顆粒。 不同的混凝土強度等級對卵石、碎石有不同的技術要求。1.2 粗骨料石子普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準JGJ52-2006 (1)最大粒徑Dmax 粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。1.2.1 最大粒徑和顆粒級配粗骨料粒徑對混凝土的影響工程上對混凝土中

19、每立方米水泥用量小于170 kg的貧混凝土，采用較大粒徑的粗骨料對混凝土強度有利。特別在大體積混凝土中，采用大粒徑粗骨料，對于減少水泥用量、降低水泥水化熱有著重要的意義。不過對于結構常用的混凝土，尤其是高強混凝土，從強度觀點來看，當使用的粗骨料最大粒徑超過40mm后，并無多大好處，因為這時由于減少用水量獲得的強度提高，被大粒徑骨料造成的較少粘結面積和不均勻性的不利影響所抵消。因此，只有在可能的情況下，粗骨料最大粒徑應盡量選用大一些。工程上石子的最大粒徑如何確定 最大粒徑的確定，要受到混凝土結構截面尺寸及配筋間距的限制。按混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范規(guī)定，混凝土用粗骨料的最大粒徑不得大于結構截面

20、最小尺寸的1/4，且不得大于鋼筋間最小凈距的3/4。對于混凝土實心板，骨料的最大粒徑不宜超過板厚的1/2，且不得超過50mm。工程上石子的最大粒徑如何確定粗骨料最大粒徑增大時，骨料總表面積減小，因此包裹其表面所需的水泥漿量減少，可節(jié)約水泥，并且在一定和易性及水泥用量條件下，能減少用水量而提高混凝土強度。因此，在可能的情況下，粗骨料最大粒徑應盡量選用大一些。最大粒徑的選用，除了受結構上諸因素的限制外，還受攪拌機以及輸送管道等條件的限制。 (2)顆粒級配 骨料級配是指骨料中不同粒徑顆粒的組配情況。粗骨料的顆粒級配分連續(xù)粒級和單粒粒級。粗骨料顆粒級配好壞的判定也是通過篩分析法篩分析法進行的。據國家標

21、準，建筑用卵石、碎石的顆粒級配應符合表1.8的規(guī)定。 表1.8建筑用卵石、碎石的顆粒級配(JGJ 522006) 顆粒級配 顆粒級配對于混凝土的強度、質量、和易性、節(jié)約水泥等都具有重要意義。 石子的連續(xù)級配及間斷級配一般由各種單粒級組合為所要求的級配。單粒級也可與連續(xù)級配混合使用，以改善級配或配成較大粒度的連續(xù)級配。 骨料級配良好的標準是什么？ 骨料級配良好的標準是骨料的空隙率和總表面積均較小。使用良好級配的骨料，不僅所需水泥漿量較少，經濟性好，而且還可提高混凝土的和易性、密實度和強度。粗骨料中含泥量是指粒徑小于80（75）m的顆粒含量；泥塊含量是指原粒徑大于5（4.75）mm，經水浸洗、手捏

22、后小于2.5（2.36）mm的顆粒含量。粗骨料中含泥量和泥塊含量應符合表1.9的規(guī)定。 1.2.2 含泥量和泥塊含量表1.9 含泥量和泥塊含量(JGJ 522006) 項目項目 指標指標C60C60C55-C30C55-C30C25C25含泥量（按質量計）（含泥量（按質量計）（%） 0.5 0.5 1.0 1.0 2.0 2.0泥塊含量（按質量計）（泥塊含量（按質量計）（%） 0.2 0.2 0.5 0.5 0.7 0.7砂、石中的粘土、淤泥、細屑等粉狀雜質及泥塊對混凝土的性質有哪些影響 砂、石中的粘土、淤泥、細屑等粉狀雜質含量增多，為保證拌合料的流動性，將使混凝土的拌合用水量（）增大，即增大

23、，粘土等粉狀物還降低水泥石與砂、石間的界面粘結強度，從而導致混凝土的強度和耐久性降低，變形增大；若保持強度不降低，必須增加水泥用量，但這將使混凝土的變形增大。砂、石中的粘土、淤泥、細屑等粉狀雜質及泥塊對混凝土的性質有哪些影響 泥塊對混凝土性能的影響與上述粉狀物的影響基本相同，但對強度和耐久性的影響程度更大。 粘土、淤泥、細屑等粉狀雜質本身強度極低，且總表面積很大，因此包裹其表面所需的水泥漿量增加，造成混凝土的流動性降低且大大降低了水泥石與砂、石間的界面粘結強度。卵石和碎石顆粒的長度大于該顆粒所屬相應粒級的平均粒徑2.4倍者為針狀顆粒；厚度小于平均粒徑0.4倍者為片狀顆粒(平均粒徑指該粒級上、下

24、限粒徑的平均值)。針片狀顆粒易折斷，且會增大骨料的空隙率和總表面積，使混凝土拌合物的和易性、強度、耐久性降低。其含量應符合表1.10的規(guī)定。 1.2.3 針片狀顆粒含量表1.10 針片狀顆粒含量(JGJ 522006) 項 目 指 標 C60C55-C30C25針、片狀顆粒(按質量計) (%) 8 15 25卵石和碎石中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。卵石和碎石中如含有有機物、硫化物及硫酸鹽，其含量應符合表1.11的規(guī)定。 1.2.4 有害物質表1.11 碎石或卵石有害物質含量（JGJ 522006）項 目 質量指標硫化物及硫酸鹽 (SO3質量計, %） 1.0卵石中有機物（

25、比色法） 顏色應不深于標準色,當顏色深于標準色時,應配制成混凝土進行強度對比試驗,抗壓強度比不應低于0.95堅固性是指卵石、碎石在自然風化和其他外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。采用硫酸鈉溶液法進行試驗，卵石和碎石經5次循環(huán)后，其質量損失應符合表1.12的規(guī)定。 1.2.5 堅固性表表1.121.12碎石或卵石堅固性指標碎石或卵石堅固性指標(JGJ 522006)(JGJ 522006)混凝土所處的環(huán)境條件及其性能要求5次循環(huán)后的質量損失（%） 在嚴寒地區(qū)室外使用并經常處于潮濕或干濕交替狀態(tài)下的混凝土 對于有抗疲勞、耐磨、抗沖擊要求的混凝土 有腐蝕介質作用或經常處于水位變化區(qū)的地下結構混凝土 8 其他條件下使用的混凝土 12(1)巖石抗壓強度 巖石抗壓強度是將母巖制成50mm50mm50mm的立方體試件或50mm50mm的圓柱體試件，測得的其在飽和水狀態(tài)下的抗壓強度值。巖石抗壓強度應比所配制的混凝土強度至少高20%。 1.2.6 強度(2)壓碎指標 壓碎指標表示石子抵抗壓碎的能力，以間接地推測其相應的強度，其值越小，說明強度越高。碎石和卵石的壓碎指標應符合標準規(guī)定。 碎石和卵石的表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500kg/m3，松散堆積密度大于1350kg/m3，空隙率小于4